一 硅钢的热处理知识
硅钢实际上就是铁硅合金，硅钢的热处理就是研究硅钢性能与加热温度，时间和炉内气氛以及冷区之间的关系的一门学科。因此可以说硅钢的热处理就是铁—硅合金在加热，保温，冷却以及炉内气氛作用下，改变硅钢的组织结构，从而获得所需要的性能的工艺加工方法。 冷轧硅钢带除了热轧卷的常化退火外，冷轧后还需要进行多次各种形式的热处理。中间脱碳退火，消除加工硬化退火，氧化镁隔离涂层烘干处理，高温环行炉及罩式炉退火，拉伸热平整退火，成品退火以及绝缘层烘干烧结处理等。在这里根据铁—硅合金平衡相图来进行说明： 十九世纪末所使用的软磁材料大多采用工业纯铁，其铁芯的铁损值很大，磁感在10000高斯以下，而铁芯损值3—6W/kg。所以生产出来的发电机，电动机以及变压器等体积大，质量差，效率底。后来发现，加入少量的硅以后，能使磁感提高，而铁损大为降低。经研究发现，硅对磁感的高低起着决定的作用，这是因为：
硅可以提高导磁率，减小矫顽力，降低磁滞损失；硅可以缩小γ区，降低涡流损失；同时硅还可以促进碳的石墨化，减少碳对磁性的有害影响。由于硅有上述作用，铁—硅合金现被广泛应用于电机，变压器以及通讯工业上。通常用的硅钢片就是Fe—Si二元合金，其它杂质很少，其平衡相图如图1所示。 图1 铁—硅合金平衡相图
所以含邬婧婧Si量增加，铁损P降低，而磁感B增加，但是脆性增大，加工难度大，成型困难，一般无硅电工钢含硅量在0.3％以下，低硅电工钢硅含量在0.3—0.8％，中硅电工钢硅含量在0.8—2.4％，高硅电工钢硅含量在2.5—3.4％以内。
从Fe-Si二元合金平衡图中可以看到，左边部分对生产硅钢特别有用，当硅含量低于15％时，大部分都是单相的α-铁，α-铁为体心立方结构。在广大的α-铁单相区中间有一个γ—铁区域（γ圈）γ铁具有面心立方结构。它只有当硅底于2.5％且温度在900℃以下时才存在，而低温时仍然是α-铁。在γ—区和α区间是狭窄的二相区。如果硅铁合金中，增加少量的碳，就可以使γ区扩大，α+γ二相区亦相应地变宽，（见图2所示），由该图中可以看出，随着硅含量的增加，磁性转变温度（即居里点）曲线就下降。
硅对铁—硅合金的性能有很大的影响，即使少量的硅也会十分显著地改变铁—硅合金的物理性能和机械性能。硅加入铁中能提高硬度和强度，而延伸率及冲击韧性会降低，硅对脆性特别敏感，以致使加工造成很大困难。
（Si％）
沉没度
1－α＋γ＋碳化物（0.07％的碳） 2－α＋碳化物 3－磁性转变
图2 微量碳对铁碳相图α、γ相界线的影响
冷轧硅钢片的含Si量一般都在3.5％以下、含Si量越高，脆性越大，轧制成型就越困难。而对于热轧硅钢片的含Si量一般在5％以下。这是因为Fe—Si合金的塑性与温度有密切的关系，如含Si量为4.5％的硅钢在常温下很脆，但是加热到100℃左右，就能进行轧制了，下图3表示了不同含硅量在各种温度时的塑性状态。曲线以上为塑性区，曲线以下为脆性区。
当铁—硅合金纯度高含碳量少时，硅的含量超过2.5％就不存在晶格转变的γ相。可是当含有少量碳时，就扩大了α+γ的区域范围。如图2是含有微量碳硅铁相图。从图中可以看出，当含有0.07％的碳时α+γ区域是两虚线所表示的范围。当含有0.01％的碳时，α+γ区域是两实线所表示的范围。生产硅钢片时，在磁性发挥的最终退火中，如果γ相的温度范围内进行退火时，会使磁性变坏，所以必须以γ相以下的温度进行退火。如果含碳量高，α+γ的范围扩大了，将影响到硅钢片合适的温度范围。冷轧无取向硅钢片依靠时间的连续退火来使它发挥磁性，但含硅量越高的硅钢就越能够用高温进行退火所以取向硅钢片依靠高温长时间在环形炉或罩式炉中退火来使它发挥磁性，因此取向硅钢含硅量必须大于2.5％，这样γ相才不复存在。
图3 含Si量对磁性的影响
二、取向硅钢热轧卷常化退火
1.一般取向钢（Q材）的热轧卷常化退火。
一般取向钢的热轧卷是不通过常化退火的，但是有时根据性能及规格的需要，也可以进行常化退火处理。
通过常化，使热轧板卷的碳分布均匀，并使热轧的晶粒组织也进一步均匀化，从而减少成品磁性的不均匀性，起着改善磁性的作用。一般取向硅钢通过常化退火，起成品性能可以提高1/4～1/2个牌号等级。对降低铁损P15/50有明显效果。
一般取向硅钢常化与不常化退火，对成品磁性的改善，有着密切的关系，见图4所示。由图中可以看出，有些热轧卷原来组织好的通过常化处理，结果成品铁损变坏了，有些原来组织不好的，经过常化处理，铁损变好了。所以对一边取向硅热轧卷，原来组织不均匀，通过常化处理可以得到补救，如果炼钢成分控制得适当，热轧厂工艺严格控制，一般取向硅钢热轧卷可以省去常化处理。
2.高磁感取向硅钢（QG）的常化退火。
星空轮高磁感取向硅钢是以MnS+AlN为抑制剂的，热轧卷的常化退火，对其有特殊的作用，目前生产的高磁感取向硅钢常化退火还是一道必须的工序，否则将生产不出高磁感取向硅钢的牌号。
QG才由于有AlN的存在使AlN的有用粒子必须以一定尺寸在最终冷轧前析出，为了获得AlN的合适尺寸，并控制其分布，钢板的成分（C、Si、Al刮刀研磨机等）和常化温度、时间及冷却速度，作为α→γ相转变的媒介物而相互有着密切地关系。
热轧坯经过加热和轧制后，热轧卷中含有的AlN尺寸及分布有两种，既有C型AlN和A型AlN，C型AlN是热轧过程中，高温状态下的析出物，它呈巨大盘状凝聚体，尺寸为2000—3000埃，此种AlN析出物对二次再结晶不起作用，A型AlN是在热轧厂卷取后，低温500—700℃之间的析出物，粒度较小，尺寸在200埃以下，这种AlN是在以后的热处理过程中有用的氮化物。
但是，热轧卷中的A型对苯树脂AlN还不能直接对二次再结晶起作用，还必须对热轧卷进行常化退火处理，将热轧卷中的A型ALN进行转换，使之边成B型AlN，这种B型AlN对二次再结晶的好坏起着主导作用。
热轧卷中的C型ALN经过Hi—B炉常化处理后，仍然是C型AlN，不发生变化，保持原有形态。而A型AlN，经过Hi-B炉后，转化为B型AlN。在常化过程中，A型AlN或其他氮化物（Si3N4等）都固熔在钢中，成为固态，通过850～400℃进行快速冷却处理时，A型ALN
边成了B型AlN，这种转化主要是在700～850℃的范围内进行的，其尺寸为200～250埃。
氮在γ相中的溶解度比在α相中大10倍，因此，当α→γ相转变时存在着溶解度差，由于相变时产生应变能，就使析出的B型AlN在型态上非常弥散和不规则。其抑制力增强，提高了磁感值。这种B型AlN，在以后的脱碳退火中将进一步增多。
在制订QG材常化工艺时，必须重点考虑以下几个方面：
（1）、在不破坏热轧组织的温度范围内，常化温度应尽可能高。
（2）、要使AlN均匀细小的析出，并且弥散在晶界边缘，必须采取快速急冷的办法。
（3）、在常化退火中应该不脱碳。
（4）、均热时间不宜过长否则MnS聚集、 晶料长大、不利于以后成品磁性改善。
220v稳压器取向硅钢Q材及QG材热轧卷的织构：
以MnS作为有利夹杂的一般取向硅钢Q材热轧卷的结构：
表面层：主要是[1 0 0]（0 1 1）、[1 1 0]（0 0 1）为主。
中心层：主要是[0 0 1]（0 0 1）；
以MnS作为有利夹杂的QG材热轧卷结构：
表面层：主要是[1 1 0]（0 0 1）、[1 0 0]（0 1 1）为主。
中心层：主要是[1 1 2]（1 1 0）、[1 1 1]（1 1 0）、[1 1 1]（1 1 2）、[1 0 0]（1 1 0）、[1 1 0]（0 0 1）；
由以上可以看出以MnS作为有利夹杂的一般取向硅钢，采取二次冷轧法及二次退火法，其目的是减少钢带内[0 1 1]（0 0 1）结构，产生更多的高斯结构晶粒。
如果冷轧压下率过大或过小，高斯结构将减弱甚至几乎不能形成，将影响到成品的磁性，由此可见冷轧的压下率对磁性的影响是很大的。
以MnS+AlN作为有利夹杂的高磁感取向硅钢采用一次强压下冷轧法，其目的是具有强抑制剂的情况下，采用大压下，使热轧板内偏离轧制方向的哪些[110]（0 0 1）转变为别的结构，
而偏离轧向小的哪些[1 1 0]（0 0 1）结构不发生变化。这样就可以获得方向好的高斯结构基体，同时在基体中的[1 1 1]（1 1 2）结构增加，由于这种结构与[1 1 0]（0 0 1）结构有一条共边（0 1 1），所以有利于[1 1 0]（0 0 1）的发展。
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